Проект эксплуатационной разведки пресных подземных вод на участке Быстрая-Токовый для хозяйственно-питьевого водоснабжения Быстринского ГОКа

Проект эксплуатационной разведки пресных подземных вод на участке Быстрая-Токовый для хозяйственно-питьевого водоснабжения Быстринского ГОКа

Реферат

Темой курсового проекта является «Проект эксплуатационной разведки пресных подземных вод на участке Быстрая-Токовый для хозяйственно-питьевого водоснабжения Быстринского ГОКа»

Настоящий курсовой проект состоит из шести глав: географо-экономические условия проведения работ, геологическая, гидрогеологическая и инженерно-геологическая изученность района работ, геологическое строение района, гидрогеологические условия района работ, влияние и прогноз изменения состояния подземных вод при освоении Быстринского месторождения, виды объема, методика проектных работ

Пояснительная записка содержит: 6 глав, 2 таблицы, 3 рисунка и графических приложений

Ключевые слова: эксплуатационная разведка, подземные воды, водоносный горизонт и др.

Содержание

Введение

. Географо-экономические условия проведения работ

.1 Административное положение

.2 Рельеф и растительность

.3 Климат

.4 Гидрография

.5 Мерзлотные условия

. Геологическая, гидрогеологическая и инженерно-геологическая изученность района работ

. Геологическое строение района

. Гидрогеологические условия района работ

. Влияние и прогноз изменения состояния подземных вод при освоении Быстринского месторождения

.1 Геолого-гидрогеологическая характеристика участка работ

.2 Характеристика качества подземных вод и санитарного состояния участка работ

.3 Цели и задачи эксплуатационной разведки

. Виды объема, методика проектных работ

.1 Организация работ

.2 Проектирование

.3 Рекогносцировочное обследование территории

.4 Буровые работы

.5 Опытно-фильтрационные работы

.6 Режимные наблюдения

.7 Гидрогеохимическое опробование

.8 Лабораторные работы

.9 Камеральные работы

Заключение

Список использованной литературы

Введение

В основу курсового проекта легли материалы производственной практики, которая проходила в с. Газимурский Завод на месторождении Быстринское в ООО «Востокгеология».

Целью данного курсового проекта является эксплуатационная разведка пресных подземных вод на участке Быстрая - Токовый для хозяйственно питьевого водоснабжения Быстринского ГОКа.

Задачи курсового проекта анализ гидрогеологических условий района работ характеристика особенностей формирования эксплуатационных запасов подземных вод

1.      Географо-экономические условия проведения работ

.1      Административное положение

Район работ находится в Газимуро-Заводском административном районе Забайкальского края, в 25 км юго-восточнее села Газимурский Завод в междуречье Ильдикан-Быстрая, являющихся правыми притоками р. Газимур.

Население района в основном занято в сельском хозяйстве. Привлечение свободной квалифицированной рабочей силы ограничено.

В северной и северо-западной части, непосредственно примыкая к площади работ, проходит улучшенная грунтовая автодорога областного значения (Нерчинский Завод - Газимурский Завод - ст. Приисковая). Движение автотранспорта по ней возможно круглогодично, однако в период май-июнь имеется ограничение движения большегрузной техники. На остальной площади имеются редкие полевые и лесные автодороги. В северной части площади проходит ЛЭП-110 кВт Юго-восточных электросетей "Читаэнерго". Расстояние до ближайшей железнодорожной станции Приисковая составляет 200км (150км грунтовой и 50км асфальтированной дороги). Станция Приисковая, помимо железнодорожного сообщения, связана с областным центром г. Читой автодорогой (300км).

С 2004 года велось строительство железной дороги Нарын - Лугокан.

1.2 Рельеф и растительность

Рельеф района типично среднегорный. Основный орографической единицей является Урюмканский хребет, с которого берут начало реки и ручьи, текущие на северо-запад и впадающие в р. Газимур. Абсолютные отметки в пределах площади работ варьируют от 740-830 м в речных долинах до 1110-1160 м в пределах хребта. Относительные превышения хребта над днищами речных долин составляют 100-300 м. На гребнях хребтов вершины гор округлые, в отрогах - сглаженные; склоны водоразделов крутые (уклон до 20-30^о), изрезаны многочисленными глубокими и, в большинстве, короткими падями и долинами рек; на вершинах наблюдаются останцы, а на склонах хребтов участками распространены каменистые осыпи. Речные долины имеют ширину от 500 м (р. Токовый) до 1500 м (р. Быстрая).

Ландшафт территории - горная тайга с преобладанием даурской лиственницы, березы, реже сосны, для которой характерны подзолистые почвы. Залесенность площади от 76 до 91%, в среднем - 84%. Заболоченность территории в пределах участков не превышает 10%. На заболоченных площадях развиты подзолисто-торфянисто-глеевые почвы; речные долины и пади заросли ерником, тальником, ольхой, а по долине р. Газимура распространены луговые равнины.

Рис.1 Обзорная карта

1.3 Климат

Характеристика климатических условий площади работ приводится на основании данных Читинского ЦГМС-Р по ст. Ямкун (период метеорологических наблюдений с 1957г и по настоящее время), расположенной в 1 км юго-западнее с. Газимурский Завод.

Климат района резко континентальный с холодной продолжительной зимой и коротким летом, резкими изменениями температуры в течение суток. Среднегодовая температура воздуха минус 5^оС. Самый холодный месяц - январь, его средняя месячная температура минус 27,8°C; абсолютный минимум температуры минус 52°С. В холодный период года устанавливается область высокого давления. Отрицательные среднегодовые температуры воздуха способствуют глубокому сезонному промерзанию грунтов - от 2-2,5 до 4,5-5 м, и развитию многолетнемерзлых пород мощностью до 60-65 м.

Самый теплый месяц - июль, его среднемесячная температура 17,2°С. Лето короткое и теплое, в отдельные годы жаркое, абсолютный максимум за годы наблюдений 36°С. Годовая амплитуда абсолютных температур воздуха составляет 88°С.

Весна короткая, ясная и сухая, весенние заморозки затягиваются до конца июня. Для осени характерны также ясная, в основном, сухая погода и ранние заморозки,

В многолетнем плане в районе преобладают ветры скоростью до 3 м/с - 80,7%; вероятность сильных ветров более 10 м/с не превышает 0,36% и основная их доля приходится на весенние месяцы. Весной (апрель-май) в связи с перестройкой барического поля ветры значительно усиливаются. Средняя месячная скорость в эти месяцы составляет 2,9 м/с при средней годовой скорости 1,7 м/с.

Среднегодовая относительная влажность воздуха 72%; наименьшая влажность воздуха наблюдается в мае (52%), наибольшая - в декабре-феврале (76-78%).

Годовая норма осадков составляет 444 мм; с апреля по октябрь выпадает 412 мм (93%) осадков и из них 222 мм (50%) в июле-августе; на холодный период года с ноября по март приходится 7% осадков. Суточный максимум составляет 115 мм.

Снежный покров появляется в среднем 9 октября и сходит 6 мая. Продолжительность периода со снежным покровом составляет 163 дня, средняя высота снежного покрова за зиму - 19 см. Наибольшая высота за весь период наблюдений составила 34 см. Устойчивый снежный покров наблюдается в среднем с 2 ноября по 4 апреля.

На рассматриваемой территории в среднем за год отмечается 41 дней с туманом; наиболее часто туманы отмечаются в августе - в среднем 12 дней, в отдельные годы их может быть до 25.

.4 Гидрография

Гидрографическая сеть района относится к системе р. Амур. Главная река района - р. Газимур - является левым притоком р. Аргуни. В пределах участка основным водотоком является р. Быстрая с ее притоками (сверху вниз) - Токовый, Родственный, Средняя. После слияния р. Быстрой с р. Житковской, образуется р. Тайна. Схема гидрографической сети отображено на рис.2 и 3.

Ближайшие гидрологические посты на р. Газимуре - в с. Александровском Заводе и в с. Батакан; в районе с. Газимурского Завода наблюдения носили кратковременный характер (4 года - 1955-1958 гг.). Из других водотоков длительные наблюдения за стоком осуществлялись лишь по р. Тайне - с. Тайна (с 1955 по 1997 гг.). По р. Быстрой и рч. Токовому наблюдения отсутствуют, поэтому для их характеристики использованы полевые наблюдения, проведенные в сентябре 2005г при разведке Быстринского месторождения и в августе 2008г, а также для характеристики их стока использованы данные по р. Тайне.

Район Быстринского месторождения принадлежит к области умеренного речного стока; густота речной сети равна 0,4 км/км². Гидрографическая и гидрологическая характеристика речной сети приведена на основе информации, полученной в Читинском ЦГМС-Р.

По условиям водного режима реки относится к дальневосточному типу с преобладанием дождевого стока. Весеннее половодье незначительное, лед тает, в основном, на месте. Паводочный режим начинается чаще всего в июле - августе, редко захватывая июнь и сентябрь. Иногда при выпадении дождей небольшие паводки проходят в середине мая. В летне-осенний период может быть 2-3 паводка различной величины, а на их притоках 5-7. Общим для всех рек является перемерзание в зимний период. Меньший период отсутствия стока зимой у р. Газимура - 87-106 дней, по остальным сток прекращается с конца октября - середины ноября и возобновляется в середине апреля. Продолжительность периода с ледовыми явлениями составляет 170-225 дней в зависимости от условий каждого года. Река Тайна образуется после слияния двух водотоков - р. Быстрой и р. Житковской, берущих начало с Урюмканского и Газимурского хребтов на высотах 1000-1200 м. От точки их слияния до устья протяженность р. Тайны составляет 22 км. Основные характеристики стока реки следующие (рис. 2).

Река Тайна - один из крупных притоков р. Газимура с площадью водосбора 297 км² (рис.2). Бассейн ее занимает северную приводораздельную часть Урюмканского хребта, а в направлении на север река прорезает еще Газимурский хребет перед входом в Газимурский межгорный артезианский бассейн. Девяносто процентов водосборной площади находится в горной местности. Многолетний поверхностный сток характеризуется среднегодовым расходом 1,39 м³/с и среднегодовым модулем стока 4,67 л/с*км². В летний период 2008г сток в реке был ниже среднемноголетних показателей - с июня по октябрь расход реки изменялся от 0,6-0,8 м³/с до 1,1-1,2 м³/с.

Рис.2 Схема речной сети бассейна р.Тайны (масштаб 1:200000)

Рис. 3 Водосборная площадь р. Быстрой и р. Токового (масштаб 1:50000)

Река Быстрая, левый приток р. Тайны, имеет протяженность 16 км; ее водосборная площадь 176 км² - это 60% от водосборной площади бассейна р. Тайны (рис. 3). В сентябре 2005 г, в период разведки Быстринского месторождения, были проведены измерения расходов реки на разных участках (измерения выполнялись поплавковым способом). Перед слиянием ее с р. Средней р. Быстрая (площадь водосбора 27,2 км²) имела следующие характеристики (на 19.09.05 г): ширина до 2 м, скорость течения до 1,0 м/сек, расход 0,137 м³/с. Вверх по течении расходы реки постепенно уменьшались. Выше сочленения с долиной рч. Токового расход составил 0,055 м³/с (площадь водосбора 9,6 км²).

Модули поверхностного стока р. Быстрой на данный меженный период составили соответственно 5,04 и 5,73 л/с*км², что достаточно близко к среднемноголетнему показателю р. Тайны - 4,67 л/с*км². Наблюдения также свидетельствуют о некотором уменьшении модуля поверхностного стока с уменьшением высоты местности.

Истоком реки следует считать постоянно действующий в ее верховье родник на отметке около 920м (родник 1), дебит которого в сентябре 2005 г был около 5 л/с. Выше родника формируется лишь временный сток в сезон дождей.

В августе 2008г характеристика стока р. Быстрой была значительно ниже показателей сентября 2005 г, что связано как с пониженной водностью 2007 г (сумма осадков 309мм), так и с относительно засушливым периодом лета 2008г. Дебит родника 1 в этот период не превышал 1,5-2 л/с, расход реки на створе VII составил 15-16 л/с, на створе X не превышал 30-40л/с (глазомерно).

Ручей Токовый (рис.3) по величине водосборной площади (9,4 км²) практически соответствует р. Быстрой до точки их слияния; протяженность ручья 3 км. Истоком ручья можно считать родник 09, дебит которого в 2005 г составил 10 л/с и отличался стабильностью. Родник функционирует круглогодично с образованием в зимнее время обширной наледи протяженностью около 1 км. Выше и ниже родника речная долина сильно заболочена и труднодоступна.

В 600м ниже родника расход ручья осенью 2005 г достигал максимального значения - 0,034 м³/с, а затем через 1 км на участке впадения рч. Мал. Токовый (левый приток) полностью исчезал. Здесь же прекращался сток и рч. Мал. Токовый с расходом 5-7 л/с. Фактически поверхностный сток не доходил до р. Быстрой.

В августе 2008 г установлено существенное сокращение стока по рч. Токовому. В районе створа VI из-за нарушения заболоченной долины колесами лесовозов сток был разделен на три мелких ручья с суммарным расходом около 10 л/с (глазомерно), который исчезал на расстоянии 100-150 м. Исчезли ранее действующие родники 04 и 05 в верховьях рч. Мал. Токового и Южно-Родственного с дебитами 5 и 1,5 л/с.

Подводя итоги гидрологической характеристике участка можно определит ресурсы поверхностных вод участка Быстрая-Токовый. Исходные данные: среднемноголетний модуль поверхностного стока 4,67 л/с*км²; водосборная площадь р. Быстрая 9,6 км²; водосборная площадь рч. Токового 9,4 км². Среднемноголетний сток составит: р. Быстрая - 0,045 м³/с; рч. Токовый - 0,044 м³/с.

1.5 Мерзлотные условия

Отрицательная среднегодовая температура воздуха в регионе способствует глубокому промерзанию грунтов и развитию многолетней мерзлоты. Согласно схеме распространения геокриологических формаций Центрального и Восточного Забайкалья /Портнова, 1976/ данная площадь относится к формации таежного среднегорья, характеризующейся прерывистым (островным) распространением мерзлой зоны мощностью до 50 м и более, с температурой пород от -1^о до -3^оС. Характеристика мерзлотных условий приводится с привлечением материалов по смежным территориям.

При гидрогеологической съемке на площади листа М-50-V изучение многолетнемерзлых грунтов проводилось неглубокими шурфами, реже канавами на отдельных разрозненных участках в долинах рек и их основных притоков. Установлено, что верхняя граница мерзлых грунтов залегает на различной глубине. В пойменных частях долин и на густо залесенных участках склонов северной экспозиции мерзлые грунты были зафиксированы на глубине 0,5-1 м; на безлесых склонах южной экспозиции и бортовых частях долин рек и ручьев на глубине до 2,5-3 м. Сведения о нижней границе мерзлой зоны при съемочных работах не были получены. Вместе с тем слой сезонного протаивания и промерзания (деятельный слой), как правило, имеет мощность около 2-5 м. На площади листа М-50-V широко развиты гидромерзлотные явления - гидролакколиты, бугры пучения, термокарст, морозобойные трещин и т.п.

Толща многолетнемерзлых пород на всю мощность вскрывалась в ходе буровых работ и проходке горных выработок на Широкинском полиметаллическом месторождении [Кривошеин, 1969]. Здесь установлено слоистое строение многолетнемерзлой толщи, что обусловило формирование надмерзлотного, межмерзлотного и подмерзлотного водоносных горизонтов. Глубина залегания подошвы многолетнемерзлых пород изменялась от 16-31 до 50 м.

В долине р. Тайны при бурении водозаборных скважин в с.Тайне нижняя граница многолетнемерзлых пород вскрыта рядом на глубине от 17-20 до 40-51 м.

Характер и условия распространения многолетнемерзлых пород изучались на площади Быстринского месторождения. В долинах рр. Быстрой и Ильдикана многолетнемерзлые породы отмечаются по днищу в верховьях рек и вдоль подошвы склонов, причем распространение носит островной характер. Глубина залегания их кровли изменяется от 2 до 6,5-9 м, подошвы - от 23 до 50 м. На водораздельных пространствах наличие многолетнемерзлых пород отмечено лишь в нижних частях склонов, где глубина залегания их кровли изменяется от 6 м до 15-18 м, а подошвы от 20 до 45 м. Нельзя не отметить и тот факт, что на устье рч. Токового многолетняя мерзлота была зафиксирована при бурении в интервале 78-98 м, что впоследствии было подтверждено разрубкой льда (скв.440). Это единственный факт не только на рассматриваемой площади, но и в окрестностях с. Газимурского Завода, где максимальная глубина залегания подошвы многолетней мерзлоты установлена в пределах Газимурской впадины - 64 м. Длительность стояния скважины в талом состоянии точно не установлена, но она превышает полгода. Можно говорить о ее высокотемпературности и предположить о ее реликтовом характере распространения.

2. Геологическая, гидрогеологическая и инженерно-геологическая изученность района работ

Первые сведения о гидрогеологии района содержатся в материалах по гидрогеологической съемке масштаба 1:200000 (лист М-50-V), проведенной Бурской партией (Читинское геологическое управление) в 1958-1963 гг. [Овчаренко, 1963], где была впервые представлена гидрогеологическая стратификация всех водоносных комплексов и составлена гидрогеологическая карта. В основу характеристики водоносных горизонтов был положен родниковый сток. Изучение их на глубину сопровождалось небольшим объемо8\м бурения, к тому же выполненному не всегда качественно и фактически в районе с. Газимурского Завода оказались слабо изученными подземные воды верхнечетвертичных и нижнемеловых отложений.

Обширную информацию о гидрогеологии района несут сегодня данные разведочных работ, проведенных при изучении гидрогеологических условий рудных месторождений.

Непосредственно на территории Быстринского рудного поля уже в первые годы его изучения наряду с геологоразведочными работами производились в ограниченном объеме гидрогеологические исследования, направленные на выяснение гидрогеологических условий месторождения. Для этих целей были пробурены и опробованы три скважины, по результатам которых определены параметры водоносности слагающих месторождение пород и сделано общее заключение по гидрогеологическим условиям месторождения, получены первые сведения о качестве подземных вод.

В начале 60-х годов при разведке Широкинского полиметаллического месторождения гидрогеологические исследования проведены Широкинской партией, по результатам которых выполнена оценка водопритоков в горные выработки и даны рекомендации по водоснабжению будущего рудника. С учетом этих рекомендаций во второй половине 60-х годов проведены разведочные работы по оценке запасов подземных вод и в 1969 г в ТКЗ (протокол ТКЗ №105 от 11.12.1969 г) утверждены эксплуатационные запасы подземных вод Ново-Широкинского месторождения подземных вод кат. В+С₁ в количестве 4,5 тыс. м³/сут [Кривошеин, 1969].

В 2005-06 гг. ГРК "Быстринское" выполнен большой комплекс работ по изучению гидрогеологических и инженерно-геологических условий Быстринского месторождения (медь, золото и железо). Они включали гидрогеологическое обследование площади месторождения и прилегающей территории, гидрометрию поверхностных водотоков, бурение гидрогеологических скважин, проведение пробных откачек в скважинах гидрогеологического и геологического назначения, режимные наблюдения, гидрохимическое опробование и изучение физико-механических свойств пород. Выполнены расчеты устойчивости бортов карьеров, водопритоков в них и оценка возможности водоснабжения будущего горнорудного предприятия за счет подземных вод. Для организации хозпитьевого водоснабжения Быстринского ГОКа признан участок при впадении рч. Токового в р. Быструю. Ресурсы подземных вод здесь оценены в 3,5 тыс. м³/сут.

В разные годы специализированными организациями (тресты "Востокбурвод, "Читамелиоводстрой", ООО "Западное") для водоснабжения населенных пунктов (сс. Газимурский Завод, Тайна, Ямкун, Широкая и др.) пройден ряд (более 20 шт.) разведочно-эксплуатационных на воду скважин глубиной от 50 м до 120 м. Бурение скважин сплошным забоем, отсутствие геологического контроля существенно снизили качество получаемой таким образом информации и для оценки ее достоверности требуются тщательный анализ документации и, как показывает практика, она может быть использована лишь частично. Особого внимания в части достоверности информации заслуживают данные по скв. ГРК 01/06, пройденной на базе ООО "ГРК "Быстринское", ныне филиал ООО "Востокгеология", для ее водоснабжения.

. Геологическое строение района

В региональном плане рассматриваемая территория расположена в Аргунской структурно-формационной зоне Монголо-Охотского складчатого пояса. Здесь развиты разнообразные по возрасту и составу осадочные, вулканогенные и интрузивные образования, залегание которых осложнено многочисленными разрывными нарушениями.

Наиболее древними на Быстринской площади являются терригенно-карбонатные отложения быстринской свиты нижнего кембрия (є₁bs). Свита сложена доломитами и известняками с прослоями терригенных пород. Выходы ее представляют собой тектонические блоки среди юрских отложений и ксенолиты различных размеров в диоритах и гранодиоритах Быстринского интрузивного массива. Метаморфизм пород быстринской свиты отвечает условиям формирования зеленосланцевой хлорит-серицитовой формации.

После значительного перерыва осадконакопление продолжилось в девоне с формированием ильдиканской (D₂il) и яковлевской (D_2-3jak) свит. Разрез первой представлен известняками, выше залегают толща переслаивания полимиктовых песчаников от мелко- до крупнозернистых, алевролитов и мраморизованных известняков. Зеленоватые, темно- и светло-серые алевролиты массивные чаще слоистые; мощность свиты достигает 700-800 м. Яковлевская свита представлена преимущественно алевролитами. Породы девонских отложений смяты в складки, а в экзоконтакте с Быстринским массивом интенсивно скарнированы и ороговикованы.

В пределах Быстринской площади широко развиты морские терригенные отложения юры. Нижняя часть разреза юры относится к государевской свите (J₁gs) онон-борзинской серии. Представлена она переслаиванием песчаников различной зернистости, нередко аркозовыми и кварцевыми, алевролитов и углистых аргиллитов с конгломератами в базальном горизонте. Мощность свиты по данным буровых работ 400-500 м. Вверх по разрезу она замещается кавыкучинской свитой средней юры (J₂kv), литологически близкой к государевской.

Среднеюрские отложения вулканического комплекса известны под названием шадоронской серии, которая представлена терригенно-вулканогенными отложениями талангуйской свиты (J₂tl). С ней вязаны и субвулканические дайковые тела шахтаминского комплекса. Отложения талангуйской свиты представлены туфопесчаниками, туффитами и туфами среднего состава, переслаивающимися с лавами андезитов и дацитовых порфиров. Мощность свиты достигает 300 м.

Интрузивные образования занимают значительную часть площади. Непосредственно севернее и восточнее Быстринской площади располагаются Тайнинский и Яковлевский массивы габброидов тайнинского комплекса раннепермского возраста (P₁t). Плутонические образования средне-позднеюрского этапа представлены сложно построенным Быстринским массивом между рр. Быстрой и Ильдиканом. Размеры массива 5х4 км. В его строении резко преобладают габбро, мелкозернистые, порфировидные диориты и их кварцевые разности, относимые к первой фазе средне-позднеюрского шахтаминского комплекса (δ₁J_2-3š). На право- и левобережье верховьев р. Ильдикан в составе первой фазы встречались также габбро-диориты. Резко подчиненное значение имеют, гранодиорит-порфиры и диоритовые порфириты, слагающие, преимущественно, линзовидные и дайкообразные тела по периферии массива и относимые ко второй фазе.

Голоценовые отложения представлены различными генетическими типами. Аллювиальными отложениями сложены пойменные и русловые части речных долин Быстрая, Ильдикан, Котиха, где мощность аллювия достигает 20 м. Широкое площадное распространение имеют маломощные (1-3м) делювиально-пролювиальные отложения шлейфов. Нерасчлененные аллювиальные и пролювиальные отложения слагают конусы выноса и днища мелких падей. По долинам рек местами выделяются отложения первой надпойменной террасы верхнеплейстоценового возраста. Русловый и пойменный аллювий во всех падях Быстринской площади золотоносен.

В районе Быстринского месторождения широко развита разрывная тектоника. Нарушения северо-западной и меридиональной ориентировки в значительной степени определяют форму и рудоносность Быстринского массива. Они относятся к типу сбросов и взбросов, часто являясь границами между разновозрастными формациями. В процессе разведки месторождения наиболее хорошо разломы этой системы изучены на участках Быстринский-2 и Малый Медный Чайник, где они выделяются в магнитном поле, вскрыты в канавах и подбурены отдельными скважинами.

На участке Быстринский-2 установлен разлом меридионального простирания и субвертикального падения общей протяжённостью более 2 км (разлом Быстринский). По этому разлому развита долина р. Быстрой, а восточный блок опущен с амплитудой до 350 м. В опущенном восточном блоке рудоносность скарнов становится слабее. Здесь же по данным разведочного бурения зафиксировано два северо-западных нарушения, оперяющих Быстринский разлом. Они имеют крутое падение в юго-западных румбах, разделяя рудные залежи на блоки.

На участке Малый Медный Чайник северо-западные разломы ограничивают развитие скарнов на запад. Подобные нарушения обычно представлены зонами дробленых пород мощностью 1-3 м и редко сопровождаются гидротермальными изменениями, за исключением аргиллизации.

Разломы северо-восточного и субширотного наиболее проявлены на юго-западном и северо-восточном флангах Быстринского массива. Падение их, чаще всего, на юго-восток под углами от 30-75⁰ до вертикального. Нарушения относятся к типу сбросов. В крайнем юго-восточном углу площади картируется фрагмент надвига с падением сместителя под 10-300 на юго-восток. По нему кембрийские известняки надвинуты на вулканогенные породы талангуйской свиты. В южной части площади протяжённое нарушение хорошо проявлено в магнитном поле цепочкой вытянутых в северо-восточном направлении магнитных аномалий.

Кроме перечисленных нарушений, на площади широко развиты преимущественно пологие дислокации (срывы) по контактам слоёв: известняков и песчаников, конгломератов и алевролитов, вулканитов и терригенных образований, а также между скарнами различного состава. Подобные нарушения фиксировались в керне скважин зонами милонитизации и дробления мощностью от 10-20 см до первых метров. Зоны пологих срывов почти всегда сопровождаются околорудными изменениями пород от скарнирования и березитизации до аргиллизации и содержат прожилково-вкрапленную минерализацию пирита, магнетита, халькопирита. Поэтому можно предположить, что зоны межпластовых срывов служили проводящими каналами для рудных растворов, генерируемых Быстринским массивом.

4. Гидрогеологические условия района работ

Согласно гидрогеологическому районированию Читинской области и Агинского БАО [Карпов, 2003] характеризуемая территория входит в состав Монголо-Охотской геосинклинальной области гидрогеологического региона Даурско-Приморской палеозойской складчатой системы с наложением мезозойских структур. Основной гидрогеологической структурой является гидрогеологический массив Урюмканского хребта.

В пределах гидрогеологического массива в зависимости от состава пород, характера циркуляции и условий питания подземных вод, отношения к многолетнемерзлым породам можно выделить следующие типы подземных вод, водоносные горизонты, комплексы и водоносные зоны:

Порово-пластовые воды:

водоносный криогенно-таликовый горизонт четвертичных отложений;

Трещинно-пластовые воды:-

водоносный криогенно-таликовый комплекс нижне- и среднеюрских отложений.

Трещинные воды зоны выветривания и региональной тектонической трещиноватости:

локально-водоносная криогенно-таликовая зона трещиноватости осадочно-метаморфических отложений;

локально-водоносная криогенно-таликовая зона трещиноватости интрузивных пород.

Трещино-жильные воды:

линейные водоносные зоны трещиноватости тектонических нарушений и контактов.

Водоносный криогенно-таликовый горизонт четвертичных отложений объединяет поровые воды голоценовых (Q_H) и верхненеоплейстоценовых аллювиальных отложений (Q_III). Данный водоносный горизонт имеет место в пределах долин рек Тайна, Быстрая и их притоков. Водовмещающие породы представлены песками, гравийно-галечниковыми грунтами, дресвой, щебнем, супесями с линзами глин, мощность которых составляет от первых метров от 7-8 м до 20 м.

По современным долинам малых рек наличие многолетней мерзлоты предопределяет формирование надмерзлотного горизонта, мощность которого ограничивается первыми метрами (чаще всего деятельным слоем), и подмерзлотного.

Питание надмерзлотного водоносного горизонта осуществляется, главным образом, за счет атмосферных осадков. В периоды повышенной водности дебиты источников, связанных с надмерзлотными водами, увеличиваются в десятки раз, в межень и засушливые годы источники часто перестают функционировать, уровень воды в горизонте резко падает и пополнение надмерзлотных вод происходит за счет подземных вод других типов и поверхностных вод. Разгрузка надмерзлотных вод происходит в поверхностные водотоки; на заболоченных участках определенную роль в разгрузке играет испарение. Степень обводненности пород и их фильтрационные свойства практически не изучены. Источники, выходы которых располагаются в пределах участков, сложенных грубообломочными породами, характеризуются дебитами, превышающими 1 л/сек и достигающими иногда 4-5 л/сек. Источники, выходящие из мелкозернистых разностей пород со слабой водоотдачей, имеют дебиты от сотых долей до 0,5 л/сек. Химический состав вод гидрокарбонатный кальциевый с небольшими содержаниями магния, натрия, сульфат-иона. Сумма солей не превышает 0,25-0,4 г/л, жесткость - 0,4-5 мг-экв/дм³, рН - 6,2-7,3. Надмерзлотные воды на заболоченных участках иногда имеют желтоватый цвет и болотный запах и высокую перманганатную окисляемость (до 20-25 мг Q₂/л).

Вместе с тем по долинам рр. Быстрой, Токового и Ильдикана на участках добычи россыпного золота на глубину отработки 7-8 м произошла деградация многолетней мерзлоты, и возник водоносный горизонт техногенного происхождения. Искусственная промывка аллювия существенно повысили его фильтрационные свойства, и поверхностный сток теряется, проходя по таким участкам. Типичным примером является долина рч. Токового. Здесь на участке длиной около 2 км, где более 20 лет назад шла отработка россыпи, формирующийся выше поверхностный сток полностью теряется на протяжении нескольких десятков метров.

Из-за незначительной мощности надмерзлотного горизонта, его зачастую сезонного существования, незащищенности надмерзлотные для водоснабжения почти не используются.

Верхненеоплейстоцеоные аллювиальные отложения слагают первую и вторую террасы р. Газимура и его притоков - Тайны, Быстрой. Они представлены галечниками, гравием, песками, кроме того, присутствуют прослои суглинков, глин. Суммарная их мощность достигает 20 м. На участках с развитием многолетнемерзлых пород данный горизонт подразделяется на надмерзлотный и подмерзлотный. Надмерзлотный горизонт практически имеет такие же характеристики, как и грунтовые воды голоценовых отложений и не представляет практического интереса.

Подмерзлотный горизонт, переходящий в грунтовые воды на участках отсутствия многолетнемерзлых пород, представляет значительный интерес, но изученность его весьма слабая. При гидрогеологической съемке в пределах рассматриваемой площади данный горизонт специально не вскрывался и не опробовался. В долине р. Газимура установлено, что при мощности верхненеоплейстоценовых аллювиальных отложений 22-26 м они полностью проморожены.

Водоносный криогенно-таликовый комплекс нижне- и среднеюрских отложений объединяет подземные воды стратифицированных юрских образований: терригенно-вулканогенных отложений талангуйской (J₂tl) свиты, осадочных отложений кавыкучинской (J₂kv) свиты средней юры и государевой свиты нижней юры (J₁gs). Он изучен в основном в районе Новоширокинского рудника в структуре Широкинской впадины. Именно здесь подземные воды классифицировались как трещинно-пластовые. Они вскрывались на глубинах до 150 м. Пьезометрический уровень устанавливался на 20-35 м ниже поверхности земли. Естественные выходы этих вод в отрицательных формах рельефа характеризовались расходами родников 0,75-1,5 л/с.

В пределах Быстринского месторождения к юрским отложениям приурочены некоторые родники (родники 03, 05), дебиты которых составляли в 2005г 1,5-5 л/с (в 2008 г их функционирование прекратилось по причине маловодности лет). Они характеризовались сульфатно-гидрокарбонатным типом воды кальциево-магниевого состава с сухим остатком 0,18-0,4 г/дм³.

Водоносные интенсивно трещиноватые породы обеспечивали дебиты скважин от 9,25 л/с при понижении 10м (удельный дебит 0,92 л/с*м) до 22 л/с при понижении 11,80 м (удельный дебит 1,86 л/с*м). При слабой трещиноватости дебит существенно снижался (0,9 л/с при понижении 30 м, удельный дебит 0,03 л/с*/м). Коэффициенты фильтрации зоны трещиноватости изменяются от 0,18 до 3 м/сут.

Подземные воды юрских отложений используются для водоснабжения с. Широкого и Новоширокинского рудника. Для этих целей разведено Новоширокинское месторождение подземных вод и в ТКЗ утверждены эксплуатационные запасы в количестве 4,5 тыс. м³/сут, в том числе кат. В - 3,5, кат.С₁ - 1 тыс. м³/сут. Месторождение эксплуатируется рядом водозаборных скважин глубиной от 80 до 120 м. Они характеризуется удельными дебитами до 4,23 л/с*м. Производительность скважин достигает 12-23 л/с. В 2006 г водоотбор составил 2 тыс. м³/сут.

Данный водоносный комплекс участвует в обводнении подземных горных выработок Новоширокинского рудника. Коэффициенты фильтрации водовмещающих пород 3 м/сут. Максимальный шахтный водоотлив достигал 66-68 м³/час, минимальный - 33 м³/час. В последние годы рудник находился на консервации, но насосная станция на горизонте 750м осуществляла постоянный водоотлив с расходом до 34 м³/час.

Трещинные воды зоны выветривания и региональной тектонической трещиноватости в районе связаны:

с локально-водоносной криогенно-таликовой зоной трещиноватости осадочно-метаморфических отложений, объединяющей подземные воды газимурской свиты нижнего карбона (С₁gz), яковлевской свиты среднего и верхнего девона (D_2-3 jak), ильдиканской свиты среднего девона (D₂il), быстринской свиты (Є₁bs) нижнего кембрия;

с локально-водоносными криогенно-таликовыми зонами трещиноватости интрузивных пород шахтаминского (d₁J_2-3s) и тайнинского (nP₁t) комплексов.

В пределах Быстринского месторождения значительную роль в геологическом строении района играют древние осадочно-метаморфические породы и интрузивные образования. В комплексе древних пород преобладают карбонатные и карбонатизированные породы быстринской и ильдиканской свит, подчиненное значение имеют терригенные осадки. Породы интрузивного комплекса представлены гранитоидами и их жильными разностями. На площади месторождения и окружающих рудопроявлениях проявились самые сложные взаимоотношения между ними. Как правило, во многих скважинах наблюдается частое их замещение друг другом по вертикали с образованием скарнов. Интенсивное проявление экзогенной трещиноватости в верхней части разреза способствовали формированию общей сложной водоносной зоны в метаморфическом и интрузивном комплексе пород.

Древние осадочно-метаморфические породы представлены кристаллическими, мраморизованными, доломитизированными известняками, доломитами, подчиненное значение имеют кварц-серицит-хлоритовые и углистые сланцы, алевропесчаники, песчаники, алевролиты. Среди пород интрузивного комплекса преобладают гранодиориты, гранодиорит-порфиры, диориты, габбро-диориты, диоритовые порфириты, дациты. Характерной особенностью пород является их неравномерная трещиноватость в силу наложения нескольких циклов тектогенеза, что обусловило крайне неравномерную степень обводненности пород.

Мощность водоносной зоны экзогенной трещиноватости составляет 40-60 м, редко достигая 80-120 м; обводненные тектонические зоны мощностью от десятков сантиметров до первых метров, а иногда десятков метров, встречаются на глубинах в несколько сотен метров. На участках развития многолетнемерзлых пород воды в зоне экзогенной трещиноватости имеют напорный характер с напорами до 20-80 м.

Глубина залегания уровней трещинных вод зависит от гипсометрического положения скважин. На наиболее приподнятых участках Быстринского месторождения на водоразделе рр. Быстрой и Ильдикана глубина залегания уровней достигает 64,5-76 м, поднимаясь в речных долинах почти до поверхности земли или выше (скв.335 - +1,1 м).

Данные, характеризующие степень обводненности пород и их фильтрационные свойства приведены в табл.1

Таблица 1. Характеристика трещинных вод Быстринского месторождения

В целом, обводненность водовмещающих пород невысокая и характеризуется коэффициентами водопроводимости 3-28 м²/сут и лишь в долине р. Быстрой обводненность существенно возрастает (скв.335, 344, 440) и связывается это с тектоническими разломами, по которым и вблизи которых резко возрастает трещиноватость пород и соответственно фильтрационные свойства. Примером может служить скв.440 на стрелке р. Быстрой и рч. Токового, в которой с 23 м вскрыта тектоническая зона на всю глубину 130 м. Степень ее обводненности характеризуется высоким коэффициентом водопроводимости - 750 м²/сут. Родники, связанные с зонами разломов, отличаются высокими дебитами (10 л/с - родник 09), функционируют круглый год и образуют постоянные наледи.

Для площади Быстринского месторождения и прилегающей территории характерно распространение пресных подземных вод с сухим остатком до 0,94 г/дм³ и преобладающими значениями 0,4-0,53 г/дм³. При этом в родниках сумма солей снижается до 0,18-0,3 г/дм³. Исключение составила скв.438, в воде которой сухой остаток превысил 1 г/дм³. Основная причина - концентрация гидрокарбонат-иона 1415 мг/дм³. К сожалению, определение содержания СО₂ не производилось, но после откачки из нее наблюдалось выделение газа и не исключено вскрытие данной скважиной углекислых минеральных вод (на возможность этого указывают высокие содержания кальция, магния и железа).

Химический состав трещинных вод района месторождения сульфатно-гидрокарбонатный, реже гидрокарбонатно-сульфатный с кальциево-магниевым или магниево-кальциевым катионным составом. Жесткость изменяется в широких пределах - от 3,1 до 12,1 мг-экв/дм³. В родниках она наименьшая - 3,1-5,3 мг-экв/дм³, на участках с повышенной минерализацией (скв.343) - наибольшая; среднее значение около 7 мг-экв/дм³. Из микрокомпонентного состава следует отметить некоторое превышение молибдена над нормой СанПиН 2.1.4.1074-01 (Вода питьевая) - 0,26 мг/дм³ при норме 0,25 мг/дм³(скв.239 и 202); в единичном случае - марганца - 0,89 мг/дм³ при норме 0,5 мг/дм³ (скв.344). По водородному показателю среда нейтральная (рН 7,0-8.0).

Основным источником питания трещинных подземных вод служат атмосферные осадки. Разгрузка осуществляется в виде родников, в смежные водоносные горизонты, залегающие гипсометрически ниже и, конечном итоге, в речную сеть.

Режим трещинных вод на площади Быстринского месторождения изучался достаточно подробно в 2005-2006 гг. Наблюдениями было охвачено междуречье рр. Ильдикана и Быстрой и количество скважин достигало 23 шт. На рис. 4 приведены графики изменения уровней по некоторым характерным скважинам, расположенным в разных условиях - область питания (скв.202 и 135), транзита (скв.343) и разгрузки (скв.440 и 344).

Рис.4 Характеристика режима подземных вод в районе Быстринского месторождения

Наибольшая амплитуда изменения уровня в годовом разрезе характерна для водоразделов и приводораздельных участков, где она достигает 8-9 м (скв.202, 135) и возможно больше. Наинизшие уровни (около 36 м в 2006 г) наблюдаются перед сезоном дождей и с его наступлением уровни трещинных вод резко поднимаются синхронно режиму и интенсивности выпадения осадков.

Склоновый режим характеризуется амплитудой изменения уровней около одного метра или чуть больше (скв.343). В речных долинах, где осуществляется основная разгрузка трещинных вод, их уровни залегают близко - до 2 м - к поверхности земли, нередко устанавливаясь выше поверхности. Наблюдениями по скв.344 и 440 установлена малая амплитуда изменения уровня трещинных вод, измеряемая первыми десятками сантиметров, что говорит о стабильности величины притока трещинных вод с областей питания.

В 2006 г для водосборной площади верховьев р. Быстрой и рч. Токового оценены прогнозные ресурсы подземных вод, основу которых составили наблюдения за родниковым и наледным стоком. Исходя из определенного модуля подземного стока 1,55 л/с км², естественные ресурсы для площади 26,01 км² составляют 3483 м³/сут. К сожалению, в отчете отсутствуют материалы, отражающие схему и методику оценки величины модуля подземного стока, а неточности в определении исходных данных вызывают сомнения. В частности, с одной стороны речь идет о водосборной площади 26,01 км², а с другой стороны - о площади, ограниченной с севера скв.440. Фактически площадь 26,01км² соответствует водосборной площади р. Быстрой до впадения в нее р. Средней, а площадь от верховий до сочленения р. Быстрой с рч. Токовым равна 19 км². В итоге можно предположить, что величина естественных ресурсов 3483 м³/сут является заниженной.

5. Влияние и прогноз изменения состояния подземных вод при освоении Быстринского месторождения

.1 Геолого-гидрогеологическая характеристика участка работ

Участок Быстрая-Токовый находится в месте впадения рч. Токового в р. Быструю. Речная долина здесь имеет ширину до 800 м. Четвертичные голоценовые аллювиальные отложения по рч. Токовому около 20 лет назад прошли техногенную переработку при добыче россыпного золота. По этой причине мелкие фракции аллювия были вымыты и складированы отдельно в отстойниках. На остальной площади основу аллювия в настоящее время составляют галечные отложения - от средне-крупногалечных до валунно-галечных. В них формируются грунтовые воды со свободной поверхностью с глубиной залегания до 1-2 м. Подошва водоносного, фактически техногенного, горизонта залегает на глубине около 8м.

Грунтовые воды не опробовались посредством скважин, но об их нынешних фильтрационных свойствах свидетельствуют следующие факты.

При обследовании рч. Токового в сентябре 2005 г поверхностный сток, формирующийся в верховье ручья и достигавший 34 л/с, с выходом на техногенный участок полностью исчезал через 1 км, не доходя до устья. Одновременно на участке впадения рч. Мал. Токового (левый приток) в рч. Токовый также полностью исчезал сток с расходом 5-7 л/с. Суммарные зафиксированные потери стока достигали 40 л/с.

Другим примером могут служить наблюдения при бурении скв.30/07. В ней при проходке практически с нуля началась полная потеря промывочной жидкости, расход которой, исходя из производительности грязевого насоса, составлял 12,5 л/с. По этой причине при проходке восьмиметрового интервала потребовалась обсадка его двумя колоннами обсадных труб. В конечном итоге фильтрационные свойства техногенных отложений оцениваются в несколько сотен м/сут.

Участок Быстрая-Токовый расположен в поле развития известняков быстринской свиты нижнего кембрия площадью около 16 км², контактирующих с севера и запада и юга с гранитоидами шахтаминского комплекса быстринского массива. С востока его оконтуривают юрские отложения государевской свиты.

Основу разреза быстринской свиты составляют известняки, часто доломитизированные, ороговикованные или скарнированные. Среди пород шахтаминского комплекса преобладают гранодиориты и гранодиорит-порфиры; широко развиты породы дайковой серии.

Вертикальный разрез по скв.440 представлен мелкокристаллическим, массивным, окремненным скарнированным известняком. Открытая трещиноватость началась с 23 м, а интенсивная - с 36 м, и сопровождалась полной потерей промывочной жидкости. С 36 до 58 м в разрезе преобладает крупно-щебнистый и валунно-щебнистый материал. С 58 до 70,4 м трещиноватость уменьшается и степень трещиноватости характеризуется как средняя с отдельными зонами дробления мощностью до 0,3-0,5 м. В интервале 78-99 м породы брекчированы и милонитизированы до глинистого состояния, с 99 до 112,6 м порода разрушена до щебнистого состояния, еще ниже - известняки слабо и неравномерно трещиноватые. Со 135,6 м и до забоя (140 м) разрез представлен монолитным магнетитовым скарном. Общая мощность тектонической зоны по оси скважины составила 90 м.

Тектоническая зона долины рч. Токового соединяется с зоной Быстринского разлома и пересечение их вскрыто скв.440, что отображено на поперечном разрезе. Исходя из построений на поперечном разрезе, можно сделать вывод о размерах тектонических зон поперек речных долин - около 500 м.

В скв.440 в интервале 78-99 м зафиксированы многолетнемерзлые породы - при бурении в керне наблюдались чистые линзы льда толщиной 0,2-0,3 м. Наличие мерзлоты подтверждено промером глубины и разбуркой льда в 2007 г. Скорее всего, многолетнемерзлые породы имеют реликтовый характер, и связаны с интервалом брекчированных и милонитизированных до глинистого состояния пород.

Повышенная трещиноватость пород, связанная с тектоникой, обеспечила достаточно высокую степень обводненности водовмещающих пород. Дебит скв.440 при пробной откачке составил 6,66 л/с при понижении 7,6 м. В скважине проявилась высокая степень несовершенства из-за малого диаметра и ограниченной длины фильтров, что существенно исказило удельный дебит скважины в сторону занижения - 0,88 л/с*м. Коэффициент водопроводимости, рассчитанный графоаналитическим методом на период откачки и восстановления уровня составил 752 м²/сут (в авторском варианте; ниже показано, что данная величина несколько завышена). На фоне степени обводненности пород за пределами тектонической зоны (km = 3-28 м²/сут) это в 25 и более раз выше.

В ненарушенных условиях район р. Быстрой представлял собой бассейн стока трещинных вод, где основным источником их питания являются атмосферные осадки. Разгрузка их осуществлялась в речную сеть через горизонт аллювиальных отложений, о чем свидетельствует близость химического состава трещинных и порово-пластовых. Порово-пластовые воды в свою очередь получали питание из рек лишь при больших их расходах.

В условиях техногенной переработки аллювиальных отложений практически весь поверхностный сток по рч. Токовому и значительная часть стока р. Быстрой в ее верховье теряется в них. Определен среднемноголетний сток р. Быстрой и рч. Токового. Для рч. Токового он равен 44 л/с или 3,8 тыс. м³/сут, для р. Быстрой - 45 л/с или 3,9 тыс. м³/сут. При разведке Быстринского месторождения ресурсы подземных вод бассейна рч. Токовый были оценены по наледному стоку и составили 3,5 тыс. м³/сут.

В дополнение к этому определим расход потока трещинных вод по долине рч. Токового по формуле:

_е = J*km*B, где (1)

= уклон пьезометрической поверхности; определяется исходя из абсолютных отметок уровней (Н) скважин 439 и 440, и расстояния (L) между ними

= (H₄₃₉-H₄₄₀)/L_439-440;

- коэффициент водопроводимости равный 376 м²/сут;

В - ширина подземного потока, принятая равной ширине долины Токовый 400м. Используя данные значения, получим_е = 0,026*376*400 = 3910 м³/сут. (2)

Очень близкая сходимость величины естественных ресурсов, определенных разными методами (балансовым и гидродинамическим), служит убедительным доказательством достоверности как схематизации гидрогеологических условий участка Быстрая-Токовый, так и рассчитанных по результатам опытной откачки гидродинамических параметров продуктивного пласта.

5.2 Характеристика качества подземных вод и санитарного состояния участка работ

подземный вода месторождение разведка

Характеристика качества подземных вод участка основано на результатах определений различных компонентов скв.440 (2006г) и 30/07.

Первое определение химического состава подземных вод из скв.440 произведено в мае 2006 г при кратковременной пробной откачке после бурения скважины. На тот момент качество трещинных вод характеризовалась сульфатно-гидрокарбонатным кальциево-магниевым составом, сухим остатком 0,43 г/дм³. Из нормируемых компонентов лишь окисляемость превышала ПДК для питьевой воды - 7,12 мгО₂/дм³ при норме 5 мгО₂/дм³. При последующих опробованиях в 2006 г скв.440 и в 2008 г скв.30/07 данный показатель не превышал установленного норматива. Последующие данные опробования свидетельствуют о стабильности химического состава воды продуктивного горизонта в разные периоды 2007 г и опытной откачке в 2008 г.

В первую очередь следует подчеркнуть узкие пределы изменения сухого остатка по днищу долины р. Быстрой - 0,43-0,47 г/дм³, жесткости - 6,6-7,5 мг-экв/дм³. Они отражают смешение трещинных вод, формируемых на разных участках Быстринского месторождения и прилегающей территории. На участках относительно интенсивного водообмена, с которыми связаны родники, характерно распространение подземных вод с преобладающими значениями сухих остатков 0,18-0,3 г/дм³, жесткости - 3,1-5,3 мг-экв/дм³. На участках рудных залежей - Мал. Медный чайник (скв.202) и Быстринский-2 (скв.343), - где обводненность пород и скорость водообмена существенно ниже, сумма солей возрастает до 0,59-0,94 г/дм³, а жесткость до 8,6-12,1 мг-экв/дм³.

Трещинные воды определяют состав воды и поверхностных водотоков. Благодаря разгрузке трещинных вод, в августе 2008 г химический состав воды в р. Быстрой незначительно отличался от химического состава подземных вод в сторону уменьшения сухого остатка с 0,47 до 0,41 г/дм³ и жесткости до 6,1 мг-экв/дм³. В сравнении с более многоводным 2005 г различие несколько контрастнее. В целом повышенная жесткость связана с развитием карбонатных пород.

Трещинные воды характеризуются низкими концентрациями азотосодержащих компонентов: нитратов - 0,80-1,45 мг/дм³, нитритов - меньше 0,02 мг/дм³. Из нормируемых компонентов следует отметить содержания в воде железа и марганца. Концентрации данных компонентов в масштабе Забайкалья чаще всего превышают предельно допустимые концентрации, установленные СанПиН 2.1.4.1074-01 (Вода питьевая). В связи с этим, Постановлением №6 от 29.06.06 Главного государственного санитарного врача по Читинской области утверждены местные нормы: для железа - 1 мг/дм³, для марганца 0,5 мг/дм³, сюда же включена жесткость - 10 мг-экв/дм³. Не являются исключением и скв.440 и 30/07.

Для железа прослеживается вполне определенная зависимость концентраций от длительности откачки из скважин. При кратковременных откачках концентрации максимальные - 0,43-0,6 мг/дм³, - но не выходящие за рамки норматива; при опытной откачке они снизились до 0,21-0,26 мг/дм³. Чуть меньше, но достаточно близкое значение, дает анализ в лаборатории Аналитического сертификационного испытательного центра Института проблем технологии микроэлектроники и особо чистых материалов Российской академии наук (АСИЦ ИПТМ РАН) - 0,151 мг/дм³. Это дает основание утверждать, что при постоянной эксплуатации содержание железа в воде водозабора не будут превышать ПДК.

Обращают на себя содержания в воде кремния - при норме 10 мг/дм³ они колеблются от 7,6 до 10,3 мг/дм³. Наибольшие значения получены при опытной откачке - 10-10,3 мг/дм³. Превышение над ПДК минимальное и, можно сказать, не существенное, тем более, что анализ воды в АСИЦ ИПТМ РАН дает результат значительно ниже - 8,16 мг/дм³. Скорее всего, имеющее место превышение в пробах, проанализированных в лаборатории ЛИЦИМС, - это систематическая ошибка исполнителя анализа.

Концентрации марганца в подземных водах участка отличаются стабильностью и не зависят ни от длительности откачек, ни величины водоотбора, составляя 0,21-0,216 мг/дм³. Достаточно близок к нему и контрольный анализ - 0,287 мг/дм³.

Трещинные воды содержат также такие нормируемые компоненты как мышьяк, бор, барий, медь, молибден, стронций, ванадий, кобальт, литий, рубидий, иттрий, цирконий, сурьма, цезий, лантан, церий, вольфрам, рений, таллий, торий и уран, а также нефтепродукты, в концентрациях, далеких от ПДК для питьевой воды.

Микробиологические показатели воды из скв.30/07 (общее микробное число, общие колиформные бактерии, количество термотолерантных колиформных бактерий) дважды исследованы в Филиале ФГУЗ "Центр гигиены и эпидемиологии в Читинской области в Балейском районе" (Шелопугинское отделение) и вода соответствует требованиям СанПиНа 2.1.4.1074-01.

Радиационная безопасность питьевой воды из скв.30/07 по показателям суммарной α- и β-активности определена в лаборатории ФГУЗ "Центра гигиены и эпидемиологии в Читинской области". Согласно протоколу №1200 от 08 октября 2008 г. проба воды соответствует нормативам СанПиН 2.1.4.1074-01 (вода питьевая).

В настоящее время на участке работ отсутствуют жилые и промышленные сооружения; источников химического и микробного загрязнения нет; санитарное состояние участка удовлетворительное.

Наличие четвертичных отложений мощностью 8 м, содержащих в своем составе, преимущественно, крупногалечный и валунно-галечный материал, не создает препятствий для вертикальной фильтрации воды (дождевой, снеговой и др.). Верхним водоупором для продуктивного пласта может считаться слой монолитных диоритовых порфиритов и ороговикованных известняков до глубины 23 м. Продуктивный пласт не имеет непосредственной связи с открытым водотоком (водоемом) (р. Быстрая и рч. Токовый) и согласно табл.1 СанПнН 2.1.4.1110-02 "Зоны санитарной охраны источников водоснабжения и водопроводов хозяйственно-питьевого назначения" классифицируется как защищенный.

Продуктивный водоносный горизонт (водоносная зона трещиноватости) залегает с 23 до 78 м; мощность его 55 м; напор на подошву -76 м. Он сложен до 36 м трещиноватыми, а с 36 сильно трещиноватыми катаклазированными ороговикованными известняками.

Согласно требованиям СанПиН 2.1.4.1110-02 на водозаборах организуются зоны санитарной охраны (ЗСО) из трех поясов. Основное их назначение - создание и обеспечение определенного режима вокруг водозабора для предупреждения загрязнения источника водоснабжения.пояс зоны санитарной охраны.

Первый пояс ЗСО - пояс строгого режима - включает территорию расположения водозаборных сооружений, площадок размещения всех водопроводных и водоподводящих сооружений. То есть, первый пояс ЗСО устанавливается как вокруг водозаборных скважин, так и вокруг водозаборных сооружений (насосных, накопителей и пр.) для устранения возможности случайного или умышленного загрязнения. Учитывая условия залегания продуктивного пласта и согласно СанПнН 2.1.4.1110-02, границу строгого режима рекомендуется установить на расстоянии не менее 30 м от водозаборных сооружений.

Территория первого пояса ЗСО планируется для отвода возможного ливневого и поверхностного стока, ограждается, озеленяется. Водозаборные скважины оборудуются в соответствии с санитарно-техническим требованиям к ним. Они обеспечиваются аппаратурой для систематического контроля за производительностью, динамическим уровнем, качеством воды (расходомеры, пьезометры, краны для отбора проб воды).

Вновь сооружаемые водозаборные скважины, если возникнет необходимость в их бурении, должны размещаться в соответствии со схемой водозабора с таким расчетом, чтобы была возможность организации первого пояса ЗСО.

В первом поясе ЗСО обеспечивается постоянная охрана или устанавливается сигнализация; запрещаются все виды строительства, не связанные с эксплуатацией водозаборных скважин, хранение ядохимикатов, выпуск сточных вод. В пределах первого пояса выполняются все требования, предъявляемые к II и III поясам.пояс зоны санитарной охраны.

Второй пояс ЗСО - зона ограничений - предназначен для защиты эксплуатируемого водоносного комплекса (горизонта) от микробного загрязнения. В пределах этой зоны должны отсутствовать источники микробного загрязнения и размеры ее определяются временем выживания патогенных микроорганизмов. Для напорных и безнапорных вод, не имеющих непосредственной гидравлической связи с водоемом, расчетное время выживаемости микробов (Тм) принимается 200 сут (СанПиН 2.1.4.1110-02, табл.1, п.2). Кроме временного фактора размеры II пояса ЗСО зависят от типа водозабора, величины водоотбора, от условий питания и дренирования водоносного пласта.

Расчетный водозабор представляет собой одиночную скважину (или две рядом стоящие скважины). Для одиночной скважины второй пояс ЗСО представляет собой окружность, радиус которой определяется по формуле.

, где (3)

- радиус границы второго пояса, м; RВ и RВ+С₁ - радиусы, соответствующие категориям запасов В и В+С₁;- эксплуатационный дебит водозабора (QВ = 1046 м³/сут, QВ+С₁ = 1685 м³/сут);

Т - расчетное время выживаемости патогенных микроорганизмов равное 200 сут;

μ - активная пористость водоносных пород, равная водоотдаче; водоотдача принята равной 0,03;- напор на подошву равный 76м.

Откуда, радиус границы второго пояса будет равным:_В =  = 172 м;В+С₁ =  = 217 м.

Внутри второго пояса ЗСО запрещается:

размещение кладбища, скотомогильников, полей ассенизации и фильтрации;

размещение животноводческих и птицеводческих предприятий и других объектов, которые могут вызвать микробные загрязнения источников водоснабжения;

размещение складов ГСМ, ядохимикатов и других объектов, которые могут вызвать химические загрязнения источников водоснабжения.пояс зоны санитарной охраны.

Пояс ограничений предназначен для защиты водоносной зоны от химического загрязнения. Граница третьего пояса определяется исходя из условия, что если за ее пределами в водоносную зону поступят загрязнения, они или не достигнут водозаборного сооружения, или достигнут его не ранее расчетного времени эксплуатации.

При определении размеров третьего пояса ЗСО следует учитывать стабилизацию уровня при эксплуатации, направление движения потока, положение гидроизогипс, проявление природных и искусственных факторов.

В направлении от верховья рч. Токового, к водозабору (основная область питания) любое возникшее здесь загрязнение рано или поздно достигнет водозабора. Для расчета допустимого расстояния до точки возможного загрязнения используется формула 6.1. При расчетной продолжительности эксплуатации водозабора 25 лет (9125 сут) получаем:

для водоотбора равном запасам категории ВВ =   = 1054 м;

для водоотбора равном запасам категории В+С₁В+С₁ =  = 1654 м.

В направлении вниз по долине рч. Токового и р. Быстрой движение подземных в сторону водозабора ограничится размерами депрессионной воронки, за расчетный радиус которой можно принять радиус влияния, определенный по результата опытной откачки - 280 м. Он соответствует расстоянию до водораздельной точки, и за его пределами сохраняется направление движения подземного потока вниз по речной долине, то есть от водозабора.

В направлении к карьеру Южно-Родственный размеры третьего пояса ЗСО будут ограничиваться водораздельной линией пьезометрической поверхности, образующейся при карьерном водоотливе.

В границах третьего пояса вводятся следующие ограничения:

все виды строительства и бурения скважин проводятся с разрешения и под контролем санитарно-эпидемиологической и гидрогеологической службы по согласованию с экологической службой региона;

все бездействующие и аварийные скважины, не подлежащие восстановлению, ликвидируются; ликвидация производится согласно установленным правилам;

запрещаются работы в земных недрах по захоронению сточных вод и разработке недр (добыча гравия, песка, глины);

запрещается размещение накопителей промстоков, шламохранилищ, складов ГСМ, складов ядохимикатов и минеральных удобрений (размещение таких объектов в пределах III пояса ЗСО возможно лишь при условии выполнения специальных мероприятий по защите эксплуатируемого водоносного комплекса от загрязнения и по согласованию с органами санитарного, геологического и водного контроля).

Ограничения, предусмотренные для третьего пояса ЗСО, распространяются на второй и первый пояса ЗСО.

.3 Цели и задачи эксплуатационной разведки

Хозпитьевое водоснабжение собственно комбината предполагается осуществить за счет трещинно-жильных вод в долине р. Токового на участке его впадения в р. Быструю. Расстояние от участка до объектов комбината 3-3,5 км. Выбор участка основан и рекомендован по результатам гидрогеологических исследований при поисково-оценочных работ на Быстринском месторождении, выполненных ООО «ГРК «Быстринское» в 2005-2006 гг. Прогнозные ресурсы подземных вод бассейна рч. Токового, оцененные в процессе изучения гидрогеологических условий Быстринского месторождения, составляют 3,5 тыс. м³/сут.

6. Виды объема, методика проектных работ

.1 Организация работ

Участок Быстрая-Токовый расположен в 3-3,5 км от предполагаемого места размещения будущего комбината, расчетное водопотребление которого составляет 0,8-1,0 тыс. м³/сут (без учета водопотребления будущего жилпоселка). В результате бурения гидрогеологических скважин по долине р. Быстрой и рч. Токового было подтверждено наличие мощных тектонических зон в днищах речных долин и установлена высокая их обводненность. Химический состав подземных вод соответствует СанПиН 2.1.4.10-74-01.

На участке Быстрая-Токовый объектом изучения являются трещинно-жильные воды. Основной характер их развития - линейный вдоль тектонического нарушения по днищу пади; кроме того, на участке впадения рч. Токового в р. Быструю имеется серия взаимно пересекающихся разломов, что явилось причиной формирования здесь широкой зоны повышенной трещиноватости и, вместе с этим, повышенной на общем фоне обводненности пород, представленных отложениями быстринской свиты нижнего кембрия. Имеющиеся фактические данные позволяли предварительно классифицировать участок Быстрая-Токовый согласно "Классификации запасов и прогнозных ресурсов питьевых, технических и минеральных подземных вод" (утверждена приказом МПР РФ 30.07.07г №95) как месторождение третьей группы.

Степень изученности гидрогеологических условий на участке Быстрая-Токовый и небольшая величина необходимых для утверждения эксплуатационных запасов подземных вод (до 1 тыс. м³/сут) с учетом данных по скв.440, 335 и 344 позволяет сегодня выполнить на участке разведочные работы. Основными задачами на стадии разведки являются: определение гидрогеологических параметров водоносного горизонта, установление основных закономерностей формирования эксплуатационных запасов подземных вод, граничных условий месторождения, а также оценка техногенного воздействия будущего водозабора на природную обстановку и в конечном итоге - подсчет эксплуатационных запасов подземных вод. Исходные параметры для подсчета запасов (коэффициенты водопроводимости, пьезопроводности, водоотдача и др.) могут быть получены в результате проведения кустовой откачки. Кроме того, учитывая, что участок представляет собой месторождение третьей группы, в процессе кустовой откачки целесообразно опытным путем оценить граничные условия и степень взаимосвязи подземных и поверхностных вод.

Основное направление работ будет следующее:

создание опытного куста скважин;

проведение опытной кустовой откачки для получения исходных данных для подсчета запасов подземных вод;

детальное изучение качества подземных вод на полный круг нормируемых компонентов;

изучение режима подземных и поверхностных вод для оценки их взаимосвязи и обеспеченности запасов.

.2 Проектирование

Общее руководство работ подразделений ООО «Востокгеология» осуществляется генеральным директором - Г.А. Шевчук, техническое руководство - гл. инженер Л.К. Надворный, общехозяйственное обеспечение - начальник филиала ООО "Востокгеология" в с. Газимурский Завод - Ю.А. Савватеев. Непосредственное руководство работами осуществляется начальником отдела инженерных изысканий Д.В. Чукаевым, начальником полевого отряда С.И. Банщиковым, исполнители: вед. гидрогеолог А.А. Романов, гидрогеологи - Д.А. Романенко и А.Н. Серебрякова.

Для выполнения работ привлекаются следующие организации: ГУП ЛИЦИМС (г. Чита) и Аналитический сертификационный испытательный центр Института проблем технологии микроэлектроники и особо чистых материалов (ИПТМ) Российской академии наук (г.Черноголовка) - лабораторные исследования проб воды; ООО "Западное" (с.Домна) - бурение разведочно-эксплуатационных скважин; Центр государственного санитарно-эпидемиологического надзора в Забайкальском крае (г.Чита) - оценка микробиологического и радиологического состояния подземных вод в пробах.

Объемы, а также процент выполнения основных видов работ приведены в табл.2.

Таблица 2. Виды и объемы выполняемых работ

Сметная стоимость гидрогеологических работ рассчитывается по "Справочнику базовых цен на инженерно-геологические и инженерно-экологические изыскания для строительства" 1999 г выпуска с изменениями и дополнениями на 1 апреля 2004 г согласно письму Госстроя РФ. В ценах 2007 г сметная стоимость работ в целом по Программе составляет 21,7 млн. руб., в том числе фактическая сметная стоимость работ, выполняемых на участке Быстрая-Токовый, - 2142358 руб. (инфляционный коэффициент к ценам 1991 г К = 28,05).

Стоимость одного разведываемого кубометра воды в ценах 2007 г составит 2142358 руб. : 1685 м³/сут = 1271 руб./м³/сут

.3 Рекогносцировочное обследование территории

Маршруты проектируются с целью выявления основных гидрогеологических черт и особенностей района, развития различных современных геологических (мерзлотных) процессов и явлений. В ходе проведения маршрутов будут описываться и картироваться естественные выходы подземных вод, распространение и проявление многолетнемерзлых пород, инженерно-геологические процессы и явления, элементы геоморфологии и гидрографии. Направление и протяженность маршрутов определяются геологическим строением района, характером рельефа и развитием речной сети, расположением областей питания подземных вод. Результаты маршрутного обследования послужат основой для составления гидрогеологической карты площади и, кроме того, дадут возможность оценить изменения в сравнении с результатами гидрогеологической съемки 70-х годов.

Направление и протяженность маршрутов определяются размерами площади, областей питания и разгрузки подземных вод. Площадь маршрутных исследований охватывает водосборную площадь бассейна р. Быстрая и ручья Токовый и примерно составит около 300 км². Протяженность маршрутов определиться исходя из соотношения на 2 км² - 1 пог.км маршрута. Всего 150 пог.км. Маршрутные исследования выполняются в летний период 2008г по долинам рек и притоков, падям. При проведении маршрутов будет отобрано 15 проб воды для определения полного химического состава подземных вод.

.4 Буровые работы

Бурение гидрогеологических скважин преследует цель - создание опытного куста и проведение в нем опытных работ. Для этих целей на участке Быстрая-Токовый в 12 м от поисковой скв.440 будет пробурена разведочно-эксплуатационная скважина №30/07 глубиной 130 м.. В скв.440 в интервале 78-99 м была зафиксирована многолетняя мерзлота, что подтверждено разбуркой льда. Перемерзание ствола скважины произойдет и в разведочно-эксплуатационной скважине, которая будет законсервирована до момента эксплуатации. Учитывая, что основной горизонт залегает в интервале 23-67 м, а подмерзлотный горизонт имеет мощность всего 13,6м (интервал 99-112,6 м), глубины скважины можно уменьшить, и это ни как на ее производительности существенно не отразиться.

Бурение разведочно-эксплуатационной скважины выполнит ООО "Западное" по договору буровой установкой 1БА-15В. Бурение осуществиться сплошным забоем трехшарошечными долотами и возможно в сложных условиях (по данным скважины 440), связанных с полным поглощением промывочной жидкости (бентонитового раствора).

Конструкция скважины возможна следующая: диам.426 мм - 0-5,6 м, диам.377 мм - +0,5-10,0 м, диам.324 мм - +0,5-14 м, диам.219 мм - +0,5-130,0 м;

Фильтры дырчатые диам.219 мм установить в интервале 14-20 м (рабочая часть 18,5-20 м), 26-29 м, 35-39 м, 44-50 м, 59-64 м, общая длина фильтров 25 м, из них рабочая часть 20,5 м. Диаметр отверстий 10 мм, количество отверстий на 1 пог.м. трубы 880 шт.; скважность - 10%.

.5 Опытно-фильтрационные работы

Главными источниками формирования эксплуатационных запасов подземных вод являются естественные ресурсы верховий р. Быстрой и рч. Токового, которые составляют соответственно 3,9 и 3,8 тыс. м³/сут. В сумме естественные ресурсы участка сочленения Быстрая-Токовый равны 7,7 тыс. м³/сут.

Исходные данные по участку предполагаемого водозабора:

продуктивный пласт (горизонт) - водоносная зона трещиноватости тектонических нарушений;

глубина залегания пьезометрического уровня - около 2 м;

глубина залегания подошвы продуктивного пласта - 78 м;

глубина залегания кровли продуктивного пласта - 23 м;

мощность водоносной зоны - 55 м;

напор на кровлю - 22 м;

напор на подошву- 76 м;

коэффициент водопроводимости - 376 м²/сут;

коэффициент пьезопроводности - 4,46*10⁴ м²/cут;

водоотдача - 1%.

Учитывая небольшую величину водопотребления в качестве схемы водозабора можно принять одиночную разведочно-эксплуатационную скв.30/07. Она опробывается опытной откачкой с использованием в качестве наблюдательной поисковой гидрогеологической скв.440, разрез по которой изучен с применением колонкового бурения. Опытная откачка производиться на два понижения до стабилизации уровня.

.6 Режимные наблюдения

При опытной откачке в качестве наблюдательной скважины будет использоваться скв.440, пробуренная в 2006 г и сохраненная до настоящего времени. После проведения опытных работ скв.30/07 законсервировать (устье заварить).

Температура воды, в период откачки, измеряется раз в сутки. В период пробной откачки отбирать пробы на химический состав воды.

Проблемой качества подземных вод на данном участке может служить отработка карьеров. В связи с этим нужно установить режимные наблюдения и отбор проб за качество подземных вод на данном участке в скважине 440, продолжительностью примерно 3 года.

.7 Гидрогеохимическое опробование

Изучение качества подземных и поверхностных вод является неотъемлемой частью гидрогеологических исследований. Сравнительный анализ качества подземных и поверхностных вод позволит оценить степень их взаимосвязи, определить компоненты, которые могут приводить к загрязнению подземных вод, зафиксировать состояние поверхностных вод до начала интенсивного освоения территории. В дальнейшем наблюдения в бассейне р. Быстрая и ручья Токовый могут быть продолжены для оценки влияния Быстринского ГОКа на геоэкологическое состояние водной среды. Для изучения качества воды на площади работ предполагается отобрать следующее количество проб воды из скважин, родников, поверхностных вод. Объемы химико-аналитических работ представлены в таблице 3.

Таблица 3. Сводные объемы химико-аналитических работ

Таким образом, будет отобрано 44 пробы воды на полный химический анализ, исследование которых будет проведено в химической лаборатории ЛИЦИМС. Стоимость химико-аналитических работ определяется прямым расчетом по калькуляции Читинского ЛИЦИМС и Центра ГСЭН.

.8 Лабораторные работы

Лабораторные гидрогеологические исследования - неотъемлемая составная часть общего комплекса разведочных гидрогеологических работ. Необходимость в их проведении возникает на всех стадиях осуществления гидрогеологических исследований при решении самых разнообразных народнохозяйственных задач. Выполняются они в основном на базах полевых и стационарных лабораторий.

Лабораторные гидрогеологические исследования обычно включают определение водно-физических и фильтрационных свойств горных пород, а также физических свойств, химического, газового и бактериального составов подземных и поверхностных вод.

Существенное значение лабораторные методы имеют при различного рода гидрогеохимических исследованиях и на первоначальных этапах поисково-разведочных гидрогеологических работ. Когда лабораторные определения проводятся в массовом количестве в целях получения данных для ориентировочной сравнительной характеристики изучаемых гидрогеологических объектов.

.9 Камеральные работы

Камеральные работы включают в себя обработку аналитических и геологических материалов, полученных в ходе полевых работ. Камеральная обработка будет производиться систематически в течение всего периода выполнения проектируемых работ.

В состав камеральных работ входит:

. Обработка полевой геологической документации скважин и их опробования.

. Составление листов откачек.

. Составление и корректировка гидрогеологических карт, разрезов.

. Обработка и интерпретация результатов опытных работ (опытные одиночные, кустовые и опытно-эксплуатационная откачки).

. Систематизация данных лабораторно-аналитических работ.

. Обобщение всех накопленных геологических материалов с составлением отчета с подсчетом запасов подземных вод и предоставление их на госэкспертизу в ТКЗ.

Заключение

Данный проект разработан с целью будущего централизованного водоснабжения ГОКа.

Проект, включает следующий комплекс работ;

гидрогеологическое обследование и маршруты;

геологические работы;

сбор и изучение фондовых материалов;

буровые работы;

опытные гидрогеологические работы;

лабораторные работы;

камеральные работы.

В результате выполнения работ должны быть выявлены источники формирования эксплуатационных запасов подземных, оценена детальность изучения эксплуатационных запасов подземных вод, изучены гидрогеологические условия месторождения, должно быть дано гидрогеологическое и экологическое обоснование строительства водозабора.

Список использованной литературы

1. Прохоров С.П., Скворцов Г.Г., Изучение гидрогеологических и инженерно-геологических условий при разведке и освоении месторождений твердых полезных ископаемых. (Методическое руководство). М., "Недра", 1969, 468с.

. Боревский Б.В., Самсонов Б.Г. Методика определения параметров водоносных горизонтов по данным откачек. М., Недра., 1979, 326с.

. Биндеман Н.Н (главный редактор) Поиски и разведка подземных вод для крупного водоснабжения. М., Недра, 1969, 328с.

. Кашковский Г.Н. Изучение гидрогеологических и инженерно-геологических условий месторождений твердых полезных ископаемых. М, "Недра", 1986, 172 с.

.     Кривошеин В.А. Отчет о гидрогеологических работах Ново-Широкинской партии в 1967-69 гг. для целей водоснабжения Новоширокинского ГРП. /ЧГУ, 1969.

6.      Овчаренко В.И., Коржов М.И. Отчет Бурской партии о гидрогеологической съемке масштаба 1:200000 с радиогидрогеологическими, гидрохимическими и геофизическими работами, проведенными в бассейне рек Газимур, Урюмкан, Уров. /ЧГУ, Чита, 1964, 203 с.

.        Харитонов Ю.Ф., Кузнецов А.В., Баранов А.В и др., ТЭО разведочных кондиций и подсчет запасов меди, золота, серебра и железа Быстринского месторождения по состоянию на 01.10.2006 г. Отчет о результатах поисковых и оценочных работ в пределах Быстринской площади за 2005-2006 гг. /ООО "ГРК "Быстринское", Чита, 2006, 440 с.

8.   Чукаев Д.В., Банщиков С.И., Романов А.А., Романенко Д.А. и др., Отчет о проведенных работах на участке Быстро - Токовый на снабжение водой Быстринского ГОКа за 2008 г. Чита, 2008, 118 с.